导引头隔离度相位滞后对寄生回路稳定性影响研究

为了分析隔离度对制导控制系统稳定性的影响,提出了隔离度寄生回路的概念,在考虑隔离度相位滞后的基础上,建立了导引头隔离度寄生回路模型,通过对寄生回路无量纲化并采用劳斯稳定判据计算得到了寄生回路负反馈和正反馈时的稳定域,在复频域分析了不同隔离度滞后角对寄生回路稳定域的影响。仿真证明相位滞后角的增大会降低系统的稳定域,但稳定域最小点不是出现在-180°相位滞后,而是出现在大约-140°时。所得结论对导弹制导控制系统初步方案确定具有指导作用。

雷达导引头天线罩误差对制导精度影响研究

为分析天线罩误差对脱靶量的影响,首次通过伴随法及无量纲化方法建立了包含天线罩误差寄生回路的无量纲化制导回路,给出了不同噪声输入下的无量纲脱靶量表达式。经仿真给出了寄生回路的稳定域及噪声输入下天线罩误差变化时的无量纲脱靶量曲线,仿真结果表明:除噪声功率谱密度、弹目相对运动速度和制导系统自振频率会影响脱靶量外,较小制导系统阻尼对天线罩误差更敏感,负的天线罩误差比正的天线罩误差对稳定性影响更大。

高性能机载云粒子成像仪研制及应用

机载云粒子成像仪是目前直接观测云中粒子谱分布和形状特征的关键设备,在云物理结构探测、遥感反演验证、数值模式云物理过程改进和人工影响天气等领域具有十分重要的作用。因此,针对现有进口仪器性能和应用方面的不足,开发更高性能的云粒子探测仪器十分必要。通过2011年启动的国家重大科学仪器设备开发专项—机载云粒子谱仪与成像仪研制项目,研制出国产高性能机载云粒子测量系统。经过多年的研制和反复测试,解决和显著改进了激光光束均匀化、弱信号探测、多路并行处理及微粒消衍射等关键技术,从而提高了探测器像元的光功率均匀性和一致性,使光斑区域内平均光功率密度提高约3倍,从而改进了粒子成像能力。采用更高分辨率国产光电线阵探测器,测量响应时间明显缩短,对小云粒子的探测能力明显提高。研制的仪器通过一系列基础参数测试、系统优化、环境适应性实验和累计60多架次的飞行测试。对2018年11月5日进行的两架次对比探测结果的初步分析表明,新研制的云粒子成像仪对小粒子浓度的测量精度较进口仪器提高一个量级左右,测量数据起伏更小,稳定性更高,并且可正确获得更清晰可靠的云粒子形态特征。

侵彻制导武器终端多约束最优制导律

针对侵彻型制导武器终端多约束制导问题,建立包含一阶弹体动力学的多约束制导模型,采用最优控制方法推导终端多约束制导问题的通解。根据终端约束与罚函数的关系,求解了实际工程中关心的3种最优制导律,并结合当前主流制导控制体制,在小角假设下,将其表述为便于工程实现的形式,即包含弹体动力学的最优比例导引制导律、弹道成型最优制导律和终端多约束最优制导律。理论分析和典型末制导条件仿真表明,后2种制导律可为侵彻制导武器终端位置与角度双约束以及位置、角度与加速度多约束制导问题提供理论基础和工程应用参考。

目标机动对扩展弹道成型制导系统脱靶量影响分析

构造了基于剩余飞行时间指数函数的扩展目标罚函数,给出了对常值机动目标最优的扩展弹道成型制导律簇。利用无量纲化方法和伴随技术,研究了含有一阶动力学滞后的制导系统在目标常值机动、随机机动和终端落角约束作用下的无量纲位置和角度脱靶量随无量纲末导时间变化特性。采用直接法对伴随法仿真结果进行了验证。研究结果表明,当末导时间分别为制导系统动力学滞后时间常数的15倍、20倍左右时,落角约束和目标常值机动引起的位置和角度脱靶量均趋近于零;随着指数n的增大,导航系数也越大,无量纲位置和角度脱靶量振荡加剧,收敛时间也加长。目标随机机动引起的位置和角度脱靶量随着末导时间的增大维持在某个稳定的值,并不趋近于零,而且指数n越大,其脱靶量的稳定值也越大。

空地导弹对应不同驾驶仪下的中制导高度控制回路设计

使用频率法和根轨迹法设计了姿态驾驶仪内回路对应的高度控制回路;对内回路姿态驾驶仪结构和过载驾驶仪结构分别对应的高度控制回路进行了对比分析。结果表明,两种内回路驾驶仪结构对应的高度控制回路性能基本一样,都是可行的。并在此基础上分析了内回路驾驶仪结构切换对中末制导交班切换的影响。结果表明,驾驶仪结构切换对中末制导交班切换的影响很小,可以考虑将中末制导交班切换时的两个切换同时进行。

基于大气测量信息的风估计算法研究

针对投放开环飞行子弹药的空地布撒武器命中精度受平面风影响严重的问题,提出在具有SINS/GPS系统的空地制导布撒武器硬件基础上,加装大气测量设备进行平面常值风速、风向估计.根据空地制导武器的不同射程、动力及弹道方案,分别提出开环制导飞行风速估计算法及闭环飞行风速估计算法.建立六自由度模型,利用相应误差源对闭环风速估算方法进行验证与精度分析.仿真表明该算法精度较高,具备较强的实际工程应用潜力.

无动力学滞后的广义最优制导律解析研究

通过建立相对于终端弹目连线的导弹运动方程,将time-to-go的负n次幂函数引入到目标函数中,推导得到不考虑制导动力学的扩展比例导引和扩展的带落角约束的最优制导律。提出了广义最优制导律的概念,阐述了其在两种不同坐标系下的表现形式和意义。针对终端弹目连线坐标系下的广义最优制导律,利用幂级数解法对闭环弹道微分方程进行了解析求解,得到了导弹相对终端弹目连线的位置、速度和加速度指令的解析表达式,并利用仿真的方法对解析结果进行了验证。

非圆截面导弹BTT控制奇异性研究

针对目前非圆截面导弹BTT控制常用的反正切函数(arctan)制导指令转换算法易导致滚转角指令出现跳变的现象,建立了BTT控制指令生成与转换模型,借助偏导数和等高线的方法对BTT控制奇异性进行了深入分析,阐明了BTT控制奇异性产生的基本原因,提出了一种通过划分控制区域的奇异性控制策略.结果表明,通过在奇异控制区域采用滚转角指令平滑算法可有效消除BTT控制奇异性的影响,保证了系统的控制精度.最后通过数学仿真验证了控制策略的可行性.

基于捷联导引头最优制导律工程实现研究

推导了考虑自动驾驶仪二阶动力学和目标机动的最优制导律,建立了基于捷联导引头的制导系统模型.根据所建模型,提出了一种利用卡尔曼滤波估计形成最优制导指令所需状态量来实现最优制导律的方案,并进行了仿真分析.仿真结果表明:卡尔曼滤波器可以准确快速地估计形成最优制导指令所需的状态量;采用最优制导律的导弹在制导过程中最大实际过载和制导末端过载都比采用比例导引的导弹小,采用最优制导律的导弹比采用比例导引的位置误差小.

多通道亮温数据反演积分水汽算法

针对单通道微波辐射计测量水汽的不足,进行了用多通道辐射计分别测量不同频段的亮温的研究,提出了用多通道亮温数据反演大气积分水汽的算法。以此算法为基础,成功研制了MWP967KV国产双频段多通道微波辐射计,并于2012年用其对北京大气水汽进行了为期两个月的测量,同时与进口辐射计和探空数据进行了对比。试验结果表明,采用多通道亮温数据反演积分水汽的算法可以有效减少因液态水的强烈辐射特性造成的频段干扰,大气积分水汽的计算准确,晴天和雨雪天测量误差分别控制在6%和8%以内,计算测量精度对环境的依赖性小,具有高稳定性。

军民融合突破核心技术横向联合铸就一流品牌--中国兵器工业集团“中兵新型人工影响天气系统”项目成果

近年来，随着灾害性天气、极端性天气状况的频繁发生，人工影响天气技术正得到越来越广泛的应用。中国兵器工业集团发挥自身军品技术的优势，在人工影响天气领域进行了积极的探索与实践，通过研发核心技术、创新设计理念，取得了一系列拥有自主知识产权的重要成果，在打破国外技术垄断的同时，推动了我国人影技术不断向智能化方向发展。